[发明专利]一种路由器快速转发方法及实施该方法的系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体地讲，涉及一种路由器快速转发方法及实施该方法的系统。

背景技术

传统数据包转发需要经过物理层接收、链路层接收、网络层处理、链路层发送、物理层发送的操作。其中，网络层处理需要通过TCP/IP协议栈对所有数据包逐一匹配很多接入控制规则，且经过复杂的路由算法查找路由表，这些操作会对路由器数据处理模块带来较大的处理负担，且处理耗时大。

现有技术利用专用硬件的功能或高速缓存技术来达到线速转发，虽然可以保证转发的高速高效，但不可避免的增加了路由器成本。因此，在不增加路由器成本的基础上如何提高数据包转发效率是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中药提高数据包转发效率必须增加路由器的成本的问题，提供一种路由器快速转发系方法及实施该方法的系统，减少路由器成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种路由器快速转发方法，其实现步骤包括：

P1、路由器从路由器的接口接收并识别IP数据包，并对于识别的IP数据包提取其连接信息；

P2、路由器查找该路由器的接口对应的快速转发表，如果存在该路由器的接口连接的表项，则获取快速转发路径信息，并按照该表项内容修改数据包信息进行快速转发处理，进入下一步，否则，创建快速转发表项，交由TCP/IP协议模块处理，以获取快速转发路径信息，并在快速转发表中记录此快速转发路径信息；

P3、更新该路由器的接口对应的快速转发表：包括活跃数据处理和老化数据处理。

再进一步的，所述步骤P2中，路由器在查找该路由器的接口对应的快速转发表前已为路由器的每个接口维护一张快速转发表，该快速转发表中一条快速转发表项内容包括本表项的编号，IP数据包连接信息，快速转发路径信息和本表项记录的时间，该IP数据包连接信息即为IP数据包提取的连接信息和接收该IP数据包的接口编号。

再进一步的，所述步骤P2中，快速转发表中快速转发路径信息包括：源地址转换（NAT）信息，目的地址转换（NAT）信息，路由信息以及服务质量（QoS）标记信息。

再进一步的，所述步骤P2中，当查找该路由器的接口对应的快速转发表的表项不存在时，其具体实施方法如下：

要为本连接在对应的路由器接口，以及反向连接对应的路由器接口同时创建快速转发表项，并将本连接和反向连接的连接信息填入表项；

并且将IP分组按照TCP/IP协议模块正常处理流程，以获取快速转发路径信息，并将获取的快速转发路径信息填写到创建的快速转发表项中，同时更新本表项的记录时间。

再进一步的，所述步骤P2中，查找快速转发表时，采用精确匹配方式，对快速转发路径信息进行哈希处理，根据得到的哈希值查找快速转发表，在查到快速转发表后并根据快速转发表项中的表项修改IP数据包中的数据，重新计算校验和，最后直接放入TCP/IP协议栈相应接口的转发队列。

为了完成活跃数据的处理，所述步骤P3中进行活跃数据处理的实现方法包括：分别把刚使用的表项以及反向表项移到对应快速转发表的最前面，同时更新本表项的记录时间。 

为了完成老化数据处理，所述步骤P3中进行老化数据处理的实现方法包括：定时从表尾开始处理快速转发表项，如果表项达到设定的老化时间，则删除该表项。

本发明还提供了实现路由器快速转发方法的系统，包括：

用于从接收的数据包中获取连接信息的数据接收单元；

用于加快匹配命中率、依据快速转发表项信息进行哈希处理，并根据得到的哈希值查找快速转发表的查找单元；

创建单元，用于创建快速转发表，该快速转发表项针对连接，把原始方向的相应信息依据网络接口号填入对应接口的快速转发表中，同时把回应方向的相应信息依据网络接口号填入到相应的快速转发表中，这样一条连接的快速转发表条目建立完成；

用于更新快速转发表，调整被使用的快速转发表项在快速转发表中顺序，或者定时从表尾开始处理快速转发表项的更新单元；

用于修改数据包信息的数据包处理单元。

为了完成更新单元的功能，所述更新单元包括： 

用于调整被使用的快速转发表项顺序的活跃数据处理子单元；

用于定时从表尾开始处理快速转发表项的老化处理子单元。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：